BRPI0516346B1 - conjunto tubular e processo de montagem do conjunto - Google Patents

Abstract

anel de travamento, conjunto tubular e processo de montagem do conjunto. este anel de travamento é apropriado para travar uma junção entre dois elementos tubulares (4, 8). ele se estende em torno de um eixo central (x-x) e compreende segmentos (50) que possuem cada um uma seção principal e duas extremidades circunferenciais (50). cada segmento (50) possui uma forma que se alarga a partir de um lado axial estreito em direção a um lado axial largo. um dos segmentos (50) compreende um recesso (62) de um órgão de suporte (16), que está radialmente aberto do lado estreito. o recesso (62) se estende exclusivamente na seção principal, e está circunferencialmente limitado dos dois lados. aplicação à junção de tubos de grande diâmetro.

Description

(54) Título: CONJUNTO TUBULAR E PROCESSO DE MONTAGEM DO CONJUNTO (51) Int.CI.: F16L 37/092 (30) Prioridade Unionista: 22/10/2004 FR 0411304 (73) Titular(es): SAINT-GOBAIN PAM (72) Inventor(es): JEAN-FRANÇOIS SCHMUCK; MICHEL FORFERT; ALAIN PERCEBOIS; PIERRE GENELOT

1/10 “CONJUNTO TUBULAR E PROCESSO DE MONTAGEM DO CONJUNTO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção trata de um anel de travamento apropriado para travar uma junção entre dois elementos tubulares, do tipo que se estende em torno de um eixo central e compreende pelo menos dois segmentos rígidos, cada um deles com uma seção principal e duas extremidades circunferenciais, e cada segmento possui uma forma que se abre a partir de um lado axial estreito em direção a um lado axial largo.

[002] Ela se aplica em particular ao conjunto travado de tubos de ferro fundido com um diâmetro nominal superior a 500 milímetros.

Antecedentes da Invenção [003] Conhece-se através do documento U.S. 4.685.708 um anel de travamento desse tipo. Esse anel é mantido sobre uma ponta com encaixe por um grampo que é introduzido entre as extremidades de dois segmentos adjacentes. A manipulação desse anel é complicada, o que faz com que a montagem seja cara.

[004] Outro tipo de anel de travamento é conhecido através do documento EP 690 257. Esse documento descreve um anel de travamento fendido dotado, em sua parte dirigida para a entrada da ponta com encaixe, de um recesso escalonado que dá a volta no anel.

[005] A fim de facilitar a montagem, esse documento prevê um anel de suporte, que se estende no recesso escalonado antes e durante a montagem da ponta lisa.

[006] O anel de travamento desse documento só compreende um único segmento e não é próprio para uma ligação de tubos de grande diâmetro.

[007] A presente invenção tem por objetivo corrigir os inconvenientes citados e propor um anel de travamento que permita uma manipulação simples, que facilite a introdução da ponta lisa na ponta com

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2/10 encaixe e que, por fim, assegure um travamento eficaz da junção entre a ponta lisa e a ponta de encaixe, em particular quando os tubos apresentam grandes diâmetros.

Descrição da Invenção [008] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um anel de travamento do tipo precitado, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos segmentos compreende pelo menos um recesso de um meio de suporte, pelo fato do recesso estar axialmente aberto do lado estreito, pelo fato do recesso se estender exclusivamente na seção principal, e pelo fato do recesso estar circunferencialmente limitado dos dois lados.

[009] De acordo com modos particulares de realização da presente invenção, o anel de travamento comporta uma ou mais das seguintes características:

- o recesso está radialmente aberto para o interior do eixo central;

- o recesso se estende sobre todo o comprimento axial do segmento de modo que ele está axialmente aberto dos dois lados;

- o recesso está circunferencialmente centrado em relação às duas extremidades do segmento, em particular quando esse segmento comporta um único recesso;

- o anel compreende elementos de ligação elásticos que ligam cada um as duas extremidades de dois segmentos adjacentes;

- cada segmento que está ligado a outro segmento por um elemento de ligação compreende alojamentos para os elementos de ligação, alojamentos esses que estão abertos circunferencial e radialmente para dentro;

e

- o anel compreende, do lado estreito, uma chanfradura radialmente interna que se alarga axialmente para fora.

[0010] A presente invenção tem ainda por objeto um conjunto

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3/10 tubular, do tipo que compreende:

- uma ponta com encaixe dotada de um sulco de alojamento de um anel de travamento, e

- um anel de travamento apropriado para travar uma ponta lisa na ponta com encaixe, caracterizado pelo fato do anel de travamento ser um anel tal como definido acima, e pelo fato do conjunto compreender pelo menos um órgão de suporte de um segmento sobre a ponta com encaixe no sentido contrário de um deslocamento radialmente para dentro, e o órgão de suporte está fixado na ponta com encaixe e se estende no recesso.

[0011] De acordo com modos particulares de realização, o conjunto tubular comporta uma ou mais das seguintes características:

- o órgão de suporte compreende uma ramificação que se estende no recesso sobre todo o comprimento axial desse recesso; e

- o conjunto compreende ainda uma ponta lisa inserida na ponta com encaixe, e o travamento da ponta lisa na ponta com encaixe é efetuado por meio de um anel de travamento.

[0012] Finalmente, a presente invenção tem por objeto um processo de montagem de um conjunto tal como descrito acima, caracterizado pelas etapas sucessivas indicadas a seguir:

a) introdução de um anel de travamento no sulco de uma ponta com encaixe e colocação em pré-expansão do anel por meio dos órgãos de suporte;

b) inserção da ponta lisa na ponta com encaixe e afastamento radial do anel de travamento durante a passagem da ponta lisa;

c) retração do ou dos órgão(s) de suporte que provocam um novo aperto do anel de travamento em torno da ponta lisa;

d) continuação da inserção da ponta lisa, quando ela comporta uma saliência de bloqueio, até a ultrapassagem por essa saliência do anel de

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4/10 travamento; e

e) recuo da ponta lisa para levá-lo para uma posição travada, posição na qual o anel é aplicado contra uma superfície de travamento da ponta com encaixe.

Breve Descrição dos Desenhos [0013] A presente invenção será mais bem compreendida com a leitura da descrição a seguir, dada unicamente a título de exemplo, e feita em relação aos desenhos anexos, nos quais:

- as figuras 1 a 5 são vistas em corte meridional parcial de um conjunto tubular de acordo com a presente invenção, durante diferentes etapas de montagem;

- a figura 6 é uma vista em perspectiva de um calço de suporte de acordo com a presente invenção;

- a figura 7 é uma vista em perspectiva de dois segmentos de um anel de travamento de acordo com a presente invenção; e

- a figura 8 é uma vista em perspectiva de um segmento de um anel de travamento de acordo com uma variante da presente invenção.

Descrição de Realizações Particulares [0014] Nas figuras 1 a 5 está representado um conjunto tubular de acordo com a presente invenção, designado pela referência geral (2).

[0015] O conjunto tubular (2) se estende ao longo de um eixo central X-X. No texto a seguir, as expressões “radialmente”, “circunferencialmente”, “axialmente” serão utilizadas em relação a esse eixo XX.

[0016] Como ilustra a Figura 2, o conjunto (2) compreende uma ponta lisa (4) ou ponta macho, solidária de um primeiro tubo (6), uma ponta com encaixe (8) ou ponta fêmea, solidária de um segundo tubo (10), um empanque (12) de matéria plástica, um anel de travamento (14) bem como

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5/10 uma pluralidade de calços de suporte (16).

[0017] A ponta lisa (4) comporta uma parede cilíndrica (20) dotada em sua extremidade de uma chanfradura externa (22) bem como de uma saliência de bloqueio (24) realizada de preferência na forma de um cordão de solda periférica externa.

[0018] A ponta com encaixe (8) compreende um flange de entrada (26) que delimita uma abertura (30) de introdução da ponta lisa (4) e, sucessivamente, de trás para frente, indo do flange de entrada (26) em direção ao fundo do encaixe, um sulco (32) de alojamento do anel de travamento (14), uma saliência interna (34) que limita axialmente esse sulco (32), uma câmara (36) de recepção do empanque (12), uma nervura (38) que limita axialmente essa câmara (36), e um recesso (40) da extremidade da ponta lisa (4).

[0019] O sulco de alojamento (32) compreende uma superfície de travamento (42) sensivelmente troncônica que se estreita em direção à entrada do encaixe, bem como uma superfície anular de fundo (46), aproximadamente radial, que está ligada com a superfície de travamento (42) por uma peça arredondada (44).

[0020] A saliência interna (34) é dotada de um recesso (48) que está aberto radialmente para dentro e axialmente em direção à entrada do encaixe, e que é apropriado para receber a saliência de bloqueio (24) durante a colocação da ponta lisa (4) na ponta com encaixe (8).

[0021] A câmara de recepção (36), a nervura (38), a cavidade de recepção (40) bem como o empanque (12) são elementos conhecidos e não serão descritos detalhadamente a seguir.

[0022] O anel de travamento (14) compreende uma pluralidade de segmentos rígidos (50), por exemplo metálicos, dois dos quais estão representados na figura 7. Esses segmentos estão ligados entre si por elementos de ligação (52), flexíveis, de modo a formar um anel contínuo

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6/10 elasticamente deformável.

[0023] O anel (14) compreende um lado axial radialmente estreito (54) e um lado axial radialmente largo (56), e o lado estreito (54) está voltado para a entrada do encaixe no estado montado (ver a Figura 2).

[0024] Cada segmento (50) comporta uma seção central circunferencial (58) bem como duas extremidades circunferenciais (60).

[0025] Além disso, cada segmento (50) compreende internamente uma único recesso (62) destinado a cooperar com o calço de suporte (16).

[0026] Cado recesso (62) está axialmente aberto do lado estreito (54) e do lado largo (56), de modo que o recesso (62) se estenda sobre todo o comprimento axial do segmento (50). Além disso, os recessos (62) estão radialmente abertos para fora.

[0027] Cada segmento (50) compreende ainda uma superfície radialmente externa (68) sensivelmente em forma de segmento de tronco de cone que se estreita em direção ao lado estreito (54), bem como, do lado estreito (54), uma chanfradura interna (70) que se alarga axialmente para fora.

[0028] Um entalhe de recepção (72) atravessa radialmente cada uma das extremidades circunferenciais (60) de cada segmento (50), e está circunferencialmente aberto em direção à respectiva extremidade (60) do segmento adjacente.

[0029] O elemento de ligação (52) é fabricado em matéria elástica, por exemplo borracha, e compreende duas cabeças axialmente alargadas (76) ligadas por um separador estreito (76). As cabeças alargadas (76) se estendem cada uma, por complementaridade de forma, em um entalhe de recepção (72) de dois segmentos (50) adjacentes, e cada elemento (52) adjacente liga assim dois segmentos (50) adjacentes.

[0030] O recesso (62) está de preferência circunferencialmente centrado em relação às duas extremidades (60) do segmento.

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7/10 [0031] Como se pode ver na Figura 6, o calço de suporte (16) tem sensivelmente a forma de um C que compreende um ramificação interna (80), um núcleo (82) e uma ramificação externa (84), curva. Cada calço de suporte (16) compreende ainda uma alça (86), fixada no núcleo (82) e dotada de um orifício (88). Os calços (16) são realizados em um material rígido e de preferência de metal.

[0032] Como ilustra a Figura 2, os calços de suporte (16) estão fixados no flange de entrada (26) do encaixe e são apropriados para manter o anel de travamento (14) em uma posição pré-expandida na qual seu diâmetro interno é suficientemente grande para não obstruir a introdução da ponta lisa (4).

[0033] A ramificação interna (80) possui um composição axial suficiente para que ela se estenda ao longo de todo o comprimento axial do recesso (62).

[0034] A montagem do conjunto de acordo com a presente invenção é efetuada do modo indicado a seguir.

[0035] Inicialmente, tal como representa a figura 1, o anel de travamento (14) se encontra no sulco (32). O anel (14) é mantido pelos calços (16) e não pode se deslocar radialmente para dentro, e os calços se apoiam, por outro lado, por sua ramificação curva (84) sobre a superfície externa do flange de entrada do encaixe e por seu núcleo (82) contra a face frontal desse flange. Nessa configuração, os calços (16) pré-expandem o anel de travamento (14) por colocação dos elementos de ligação (52) elásticos em pré-tensão, e asseguram assim um posicionamento ótimo do anel (14) no sulco (32) em vista da inserção da ponta lisa (4). Os calços (16) permitem assim manter o anel (14) no lugar no sulco (32) impedindo em particular que ele afunde, o que viria a impedir a inserção da ponta lisa (4).

[0036] A seguir, a ponta lisa (4) pode ser introduzida na abertura

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8/10 (30) (ver a figura 2).

[0037] Durante a continuação da introdução, a chanfradura (22) da ponta lisa (4) é aplicada contra a chanfradura (70) dos segmentos (50), afastando assim o anel de travamento (14) radialmente empurrando ao mesmo tempo este último axialmente para frente contra a superfície de fundo (46) do sulco (32), como representa a figura 3. A ramificação interna (80) de cada calço é suficientemente longa para se estender pelo menos parcialmente no recesso (62) nessa configuração.

[0038] A seguir, os calços (16) são retirados axialmente da ponta com encaixe (8) e os segmentos (50) são aplicados então elasticamente contra a parede cilíndrica (20) da ponta lisa (4) sob o esforço dos elementos de ligação (52) flexíveis.

[0039] Vantajosamente, os orifícios (88) das alças (86) podem receber um cabo circunferencial não representado que liga pelo menos duas alças (86) e permite arrancar os calços (16) dessas alças (86) em uma só operação, em vez de retirá-los separadamente.

[0040] A seguir, prossegue-se a inserção da ponta lisa (4) até que a saliência de bloqueio (24) fique aplicada contra a chanfradura (70) e afaste radialmente os segmentos (50) (ver a figura 4).

[0041] Quando a saliência de bloqueio (24) estiver no recesso (48) da saliência interna (34), os segmentos (50) ficam radialmente apertados sob o esforço dos elementos de ligação (52), e o anel de travamento fica então posicionado atrás da saliência de bloqueio (24).

[0042] Finalmente, a ponta lisa (4) é ligeiramente trazida para trás, o que desloca o anel de travamento (14) axialmente até atingir a posição de travamento representada na Figura 5. Nessa posição, a saliência de bloqueio (24) está em apoio contra o anel de travamento (14) e a superfície troncônica (68) do anel (14) fica aplicada contra a superfície de travamento (42) do sulco

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9/10 (32), impedindo assim que a ponta lisa (4) se separe da ponta com encaixe (8).

[0043] Na figura 8 está representada uma variante de um segmento (50).

[0044] No texto a seguir, somente as diferenças em relação aos segmentos (50) descritos anteriormente serão expostas. Os elementos análogos são identificados pelas mesmas referências.

[0045] Esse segmento (50) comporta, sobre uma superfície radialmente interna (50), insertos de travamento (92), fabricados em um material duro, tal como metal temperado ou cerâmica. Esses insertos (92) compreendem dentes (94) que são radialmente salientes da superfície (90) e que são próprios para se aplicar contra a superfície externa da parede (20) da ponta lisa (4).

[0046] Um anel de travamento (14) que é dotado desse segmento (50) é vantajosamente apropriado para travar uma ponta lisa (4) que é desprovida de uma saliência de bloqueio (24).

[0047] Outra vantagem é que a superfície interna (90) serve de limitador de penetração dos dentes (94) na ponta lisa (4) e oferece uma grande superfície de contato em relação aos insertos conhecidos.

[0048] Os insertos (92) podem ser fixados no resto do segmento (50) por colagem, parafusação ou qualquer outro meio em alojamentos previstos para esse fim. Como variante, os dentes (94) não possuem separação com o resto do segmento (50).

[0049] A montagem desse anel é efetuada então da seguinte maneira: o anel é primeiramente pré-expandido graças aos calços (16) e afastado pela passagem da ponta lisa (4), por estiramento dos elementos elásticos, e se aplica a seguir sobre a ponta lisa quando os calços são retirados.

[0050] O anel de travamento de acordo com a presente invenção

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10/10 é particularmente adaptado ao travamento dos tubos de grande diâmetro, por exemplo de tubos que possuem um diâmetro nominal superior a 500 mm. Um anel para um tubo que possui um diâmetro nominal de 1200 mm comporta por exemplo dez segmentos (50).

[0051] A chanfradura (70) do anel segmentado (14), disposta sobre a parte orientada para a entrada do encaixe facilita a passagem da ponta lisa e o afastamento do anel.

[0052] Os recessos (62) permitem vantajosamente o alojamento dos calços (16) sob o anel. Além disso, esses recessos (62) permitem ter calços com ramificação reta, reutilizáveis de uma montagem para outra.

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Claims (10)

1. Reivindicações

   1. CONJUNTO TUBULAR, que compreende:

   - uma ponta com encaixe (8) dotada de um sulco (32) de alojamento de um anel de travamento (14); e

   - um anel de travamento (14) apropriado para travar uma ponta lisa (4) na ponta com encaixe (8);

   o anel de travamento (14) sendo apropriado para travar uma junção entre dois elementos tubulares (4, 8), do tipo que se estende em torno de um eixo central (X-X), o conjunto tubular sendo caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos dois segmentos rígidos (50), cada um deles com uma seção central circunferencial (58) e duas extremidades circunferenciais (60), cada segmento rígido (50) possui uma forma que se abre a partir de um lado axial estreito (54) em direção a um lado axial largo (56), e de que pelo menos um dos segmentos rígidos (50) compreende pelo menos um recesso (62) para um meio de suporte (16), o recesso (62) estando axialmente aberto do lado estreito, o recesso (62) se estendendo exclusivamente através da seção central circunferencial (58), o recesso (62) estando circunferencialmente limitado pelos dois lados, e o conjunto tubular compreendendo pelo menos um meio de suporte (16) para um segmento rígido (50) sobre a ponta com encaixe (8) para prevenir qualquer deslocamento radialmente para dentro, o meio de suporte (16) sendo fixado na ponta com encaixe (8) e se estendendo através do recesso (62).
2. 2. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do recesso (62) estar radialmente aberto para dentro do eixo principal (X-X).
3. 3. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato do recesso (62) se estender ao

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   2/3 longo de todo o comprimento axial do segmento (50), de modo a estar axialmente aberto dos dois lados.
4. 4. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato do recesso (62) estar circunferencialmente centrado em relação às duas extremidades circunferenciais (60) do segmento rigído (50), em particular quando o segmento rigído (50) comporta apenas uma único recesso (62).
5. 5. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender dois elementos de ligação elásticos (52) que ligam cada um as duas extremidades de dois segmentos rigídos adjacentes (50).
6. 6. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de cada segmento rigído (50) que está ligado a um outro segmento rígido (50) pelo elemento de ligação (52) compreender alojamentos (72) para os elementos de ligação (52), sendo que os alojamentos (72) estão abertos circunferencial e radialmente para dentro.
7. 7. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender, do lado estreito, uma chanfradura (70) radialmente interna que se alarga radialmente para fora.
8. 8. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato o meio de suporte (16) compreende uma ramificação (80) que se estende no recesso (62) ao longo de todo o comprimento axial desse recesso.
9. 9. CONJUNTO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma ponta lisa (4) inserida na ponta com encaixe (8), sendo que o travamento da ponta lisa (4) na ponta com encaixe (8) é efetuado por meio do anel de travamento (14).

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10. 10. PROCESSO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, tal como definido na reivindicação 9, caracterizado por compreender as etapas de:

    a) introdução do anel de travamento (14) no sulco (32) da ponta com encaixe (8) e pré-expansão do anel de travamento (14) por meio do ou dos meio(s) de suporte (16);

    b) inserção da ponta lisa (4) na ponta com encaixe (8) e afastamento radial do anel de travamento (14) durante a passagem da ponta lisa (4);

    c) retração do ou dos meio(s) de suporte (16) que provocam um novo aperto do anel de travamento (14) em torno da ponta lisa (4);

    d) continuação da inserção da ponta lisa (4), quando ela comporta uma saliência de bloqueio (24), até a ultrapassagem por essa saliência (24) do anel de travamento (14); e

    e) recuo da ponta lisa (4) para levá-lo para uma posição travada, posição, o anel (14) sendo aplicado contra uma superfície de travamento (42) da ponta com encaixe (8).

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